Основания зданий и сооружений (естественные и искусственные). Физические свойства грунтов. Требования к основаниям зданий.
Основание– толщина грунта, непосредственно воспринимающая нагрузки от здания или сооружения.
Естественное основание – основание, способное воспринимать нагрузку от здания или сооружения без укрепления (усиления) грунтов.
Искусственное основание – основание, способное воспринимать нагрузку от здания или сооружения только после проведения мер по укреплению (усилению) грунтов. Существует три основных метода создания иск. основания: 1)уплотнение(поверхностное и глубинное), 2) укрепление(цементизация, битумизация, силикатизация), 3) замена слабого грунта на более прочный.
Все грунты делятся на 5 групп: А - скальные, Б – крупнообломочные, В –песчанные, Г – глинистые, Д – особые грунты(лессовые и др) .
Свойства грунтов:
Скальные грунты – представляют собой вулканические, метаморфические и осадочные г.п. с жесткой связью мезжду зернами минералов(граниты, бальзаты, песчаники, известняки). Практически несжимаемы, не подвержены пучению и поэтому явл. Прекрасным основанием под здание, но трудны в разработке.
Крупнообломочные грунты – представляют собой несцементированные скальные грунты. Они так же мало сжимаемы, водоустойчивы и обладают хорошей несущей способностью.
Песчаные грунты – могут воспринимать достаточно большое давление. Их свойства зависят от размера частиц (от 0,05 до 2,00 мм), структурной массы и подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. , крупные и средней крупности пески явл. хорошим основанием, под нагрузкой быстро осаживаются и при замерзании не вспучиваются. Мелкие и пылеватые пески подвержены воздействиям грунтовых вод, могут приобретать свойство текучести. Пылеватые песи – в водонасыщенном состоянии приобретают cв-во плавучести.
Глинистые грунты – в зависимости от степени увлажнения изменяют свою несущую способность. В сухом и маловлажном состоянии хорошее основание. Незначительно и медленно деформирующиеся под действием нагрузок. При увлажнении глинистых грунтов их несущая способность снижается, и они из твердого могут переходить в пластичное состояние. Вспучивание при замерзании хар-но для всех глинистых грунтов. Суглинки – это глинистые грунты с примесями песка в различных пропорциях.
Лессовые грунты – разновидность глинистых грунтов, содержащие крупные вертикальные поры. При увлажнении их структура быстро разрушается, и они дают просадку, приводящую к аварийному состоянию возведенных на таких основаниях сооружений. По просадочности их подразделяют на: 1) просадка грунта от собственного веса при замачивании не более 5 см, 2) толщина грунта проседает боле чем на 5см.
Требования к основаниям зданий.
Небольшая и равномерная сжимаемость
Достаточная несущая способность
Устойчивость к воздействию грунтовых вод
Отсутствие «пучения» («пучение»- это изменение объема грунта вследствие сезонного промерзания оттаивания)
неподвижность
Назначение фундаментов. Воздействия на фундамент. Требования, предъявляемые к фундаментам.
Основная роль фундаментных конструкций – восприятие и передача воздействий от здания на основание.
Воздействия на фундамент: 1). Силовые. К ним относят собственную массу здания, «боковое» давление грунта, упругий отпор грунта, неравномерная деформация основания, полезная нагрузка. При высоком уровне грунтовых вод возникает гидростатическое давление по боковой плоскости фундамента и его подошве, при основании, состоящем из пучинистых грунтов, возникают силовые воздействия на конструкцию вдоль вертикальных плоскостей фундамента. 2) Динамические: ветровые, сейсмические, вибрационные. 3) Не силовые воздействия: переменные температура и влажность, агрессивные воздействия химических примесей в составе грунтовых вод.
Требования к фундаментам. Фундаментные конструкции должны обеспечивать прочность, устойчивость, долговечность, а так же экономичность.
Глубина заложения фундамента и ее связь с глубиной промерзания.
Глубина заложения фундамента зависит: от конструктивных особенностей здания(наличие или отсутствие подвалов, разводки инженерных коммуникаций и др.), от глубины заложения фундаментов смежных зданий, от величины и характера нагрузок на основание, от геологических и гидрогеологических условий участка (виды грунтов, их несущая способность, наличие грунтовых вод, их отметки и колебания уровня).
В непучинистых грунтах (скальных, крупнообломочных, крупных и средних гравелистых песках) глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания и должна составлять:
- под внутренние стены не менее 0,5м от уровня земли или от пола подвала,
- под наружные стены - не менее 0,7м.
для остальных грунтов глубина заложения должна быть, как правило, не менее расчетной глубины промерзания грунта.
Расчетную
глубину заложения фундаментов наружных
стен и колонн отапливаемых зданий
определяют умножением нормативного
значения глубины промерзания на
понижающий коэффициент,
учитывающий
влияние теплового режима сооружения,
принимаемый: для наружных фундаментов
отапливаемых сооружений по таблице 1
СНиПа «Основания зданий и сооружений»;
для наружных и внутренних фундаментов
неотапливаемых сооружений -
=1,1,
кроме районов с отрицательной среднегодовой
температурой.
Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений должна назначаться в зависимости от отметки УГВ, чтоб не допустить морозного пучения грунтов основания. Это условие ограничивается таблицей 2 СНиПа «Основания зданий и сооружений».
df - глубина заложения фундамента
dfh - нормативная глубина сезонного промерзания
dгв- уровень грунтовых вод
d – расстояние между глубиной промерзания и УГВ.